EP2702386A1 - Punching device with gripping unit - Google Patents

Punching device with gripping unit

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EP2702386A1
EP2702386A1 EP12718190.7A EP12718190A EP2702386A1 EP 2702386 A1 EP2702386 A1 EP 2702386A1 EP 12718190 A EP12718190 A EP 12718190A EP 2702386 A1 EP2702386 A1 EP 2702386A1
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EP
European Patent Office
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punching
gripping
sample
sample card
receptacle
Prior art date
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Application number
EP12718190.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2702386B1 (en
Inventor
Nando GIOVANOLI
Reto MENZI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamilton Bonaduz AG
Original Assignee
Hamilton Bonaduz AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Hamilton Bonaduz AG filed Critical Hamilton Bonaduz AG
Publication of EP2702386A1 publication Critical patent/EP2702386A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2702386B1 publication Critical patent/EP2702386B1/en
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/0099—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor comprising robots or similar manipulators
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    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N2035/00039—Transport arrangements specific to flat sample substrates, e.g. pusher blade

Definitions

  • the present invention relates to a punching device for processing dried samples applied to a sample card, in particular liquids containing DNA such as blood, saliva and the like.
  • the analysis of the individual samples contained in the sample pieces can be carried out by methods such as PCR for DNA analyzes, high-pressure gas chromatography (HPLC) or the like the punching further steps are performed, which are not described in detail in the context of the present application.
  • methods such as PCR for DNA analyzes, high-pressure gas chromatography (HPLC) or the like the punching further steps are performed, which are not described in detail in the context of the present application.
  • a method and a device for automated punching out sample pieces from sample cards is known, for example, from US Pat. No. 5,641,682.
  • BSDIOOO-GenePunch a punching device of the type mentioned by BSD Robotics (a Luminex Company, in Brisbane, Queensland
  • this punching device is disclosed in a video available at the time of registration at the following Internet address: http://www.bsdrobotics.com/Videos/BSD1000.wmv.
  • a sample card gripper is moved from a magazine from which the gripper has taken a sample card along a horizontal rail to a scanner into which the sample card
  • the gripping device is movable in two mutually orthogonal directions, namely along the slide and orthogonal to it, such that the sampled card being grasped is two-dimensionally displaceable in its plane of the card Punching means of the punching device transported and positioned relative to this, so that a sample piece can be punched out at the evaluated after scanning position of the sample card.
  • the punched sample piece is then placed in a below the punching means receiving container, such as a Bowl of a microtiter plate, dispensed.
  • several receptacles are star-shaped at one to a horizontal len
  • Plane orthogonal axis of rotation arranged and their position, in particular a certain cup, relative to the punching means by means of a rotary movement and by means of displacement in the horizontal plane.
  • a punching device known from the prior art thus comprises in general my words at least one punching means with a punch and a lower tool, wherein the punch between a remote from the lower tool rest position and the lower die approximate punching position is movable, and wherein the punching means has a receiving opening, in which a sample card from a sample card container by means of a movable gripping unit of the punching device can be inserted and positioned relative to the punching means, and a stamping means coupled to the punch or coupled punch drive, through which the movement of the punch between the rest position and punched position is driven, wherein the punching means so is arranged so that a sample piece punched out of the sample card can be discharged at an outlet opening of the lower tool in a receiving recess of a receiving container arranged below the punching means.
  • the sample cards are detected by a gripping means and transported to the punching means.
  • the gripping means is movable only in one plane, so that different sample cards can be entnom men only by moving the magazine with sample cards. Automated picking and transporting of receptacles is not possible since the receptacles must be manually inserted into the star-shaped receiving frames.
  • the object of the invention is therefore to develop a punching device of the type mentioned in such a way that an optimized handling of sample cards and receptacles is made possible.
  • the gripping unit comprises a test card card gripping means and a receptacle gripping gripping means which are jointly movable in three mutually orthogonal main directions by means of a drive unit.
  • a drive unit preferably with a plurality of arranged for transport in the various main directions drives for two different gripping means.
  • costs can be saved both during production and during maintenance.
  • the sample card gripping means and the receptacle gripping gripper have a respective gripper drive by means of which associated gripper of the sample card gripping means and the receptacle gripping means between an open position and a closed position are movable, in particular pivotable.
  • the individual gripper drives allow them to be optimally optimized and set up for the respective gripping task in order to meet the different requirements arising from gripping / transporting relatively thin, smooth sample cards from a magazine or when gripping / transporting receptacles, which also contain liquid can be filled.
  • the sample card gripping means in particular its associated gripper, is pivotable about a pivot axis by means of the associated gripper drive, such that it can be pivoted between a loading / unloading position facing the sample card container and a waiting position facing away from the sample card container.
  • the sample card gripper can also be pivoted into a punching position lying between the loading / unloading position and the waiting position, in which a sample card gripped by the associated gripper can be fed to the punching means.
  • the pivoting of the gripper of the sample card gripping means can take place in an angular range of about 180 ° between the loading / unloading position as a starting point (0 °), in wel cher, the grippers are directed substantially vertically downwards, and the waiting position as an end point (180 °) in which the grippers are directed substantially vertically upwards.
  • the intermediate punching position is about 90 °, so that the grippers are aligned substantially horizontally.
  • the waiting position must not necessarily be at 180 °, the angle can also be slightly smaller or larger.
  • the sample card gripping means and the receptacle gripping gripping means are preferably controlled by a control unit of the punching apparatus such that the sample card gripping means is pivoted into its waiting position when gripping and transporting a receptacle by means of the receptacle gripper gripping means.
  • Essential in the waiting position is that the gripper of the sample card gripping means can be brought into a position in which they do not restrict the movement of the gripping unit, which is particularly important when gripping and transporting receptacles by means of the receptacle gripping means.
  • the punching device has a receptacle plate supporting the receptacle with a light source illuminating at least part of the receptacle, the light source being arranged in such a way that at least part of a receptacle located on the receptacle, in particular receptacle recesses provided in it, from the direction of the receiving plate, in particular from below can be illuminated.
  • At least one electroluminescent film is provided on the receiving plate as the light source, wherein preferably the receiving plate is a transparent plate, preferably glass plate, and wherein the EL foil is preferably arranged on the underside of the receiving plate.
  • the punching device may further comprise a resting on the receiving plate, in the plate side movable transport frame, in which at least one Divibe- container is receivable.
  • the receiving plate preferably forms a cover of a housing for a drive unit, which allows the movement of the transport frame on the receiving plate, wherein preferably the transport frame is coupled without contact by means of magnets with the covered by the receiving plate drive unit.
  • the punching device is preferably arranged such that by means of the gripping unit receiving me matterser of waiting positions outside the receiving plate to processing positions on the receiving plate and vice versa are transportable.
  • the gripping unit is designed in such a way that receiving containers can be moved towards and away from the transport frame by means of the gripping unit, a respective receptacle being held by means of the receiving container gripper during transport.
  • the punching device may be combined with a metering device, wherein the gripping unit is mounted on a movable in one of the main directions carrier, to which additionally in the other two main directions movable pipetting device of the metering device is mounted, such that the gripping unit and the pipetting along the a main direction to be moved simultaneously.
  • Fig. 1 shows a schematic perspective view of a punching device in combi nation with a metering device.
  • FIG. 2 shows a schematic perspective view of the punching device without metering device and without gripper unit
  • Fig. 3 shows in the sub-figures a) and b) schematically illustrated sample cards in the state before the punching of specimens (Fig. 3a) and after punching (Fig. 3b).
  • FIG. 4 shows an enlarged schematic perspective view of a gripping unit of FIG.
  • 1 5 shows a perspective schematic representation of a sample card gripping means and a receptacle gripping means.
  • 6 shows a perspective schematic illustration of the sample card gripping means and the receptacle gripping means in another position.
  • Fig. 7 shows a perspective schematic representation of the sample card gripping means and the receptacle gripping means in another position.
  • Fig. 8 shows another perspective view of the sample card gripping means and the receptacle gripping means.
  • Fig. 9 is a sectional view taken along the section line IX-IX of Fig. 7
  • FIG. 10 is another sectional view taken along the line X-X of FIG. 6.
  • FIG. 10 is another sectional view taken along the line X-X of FIG. 6.
  • Fig. 1 shows an overall view of a punching device 10, which is combined here in an optio cal manner with a metering device 500.
  • the punching device 10 and the metering device 500 use a common carrier 50, which is movable in one of the main directions X, Y, Z, namely in the longitudinal direction X.
  • the carrier 50 is in the upper region of a provided for the overall device, but here only partially shown support structure 52 by means of rollers 54 mounted on longitudinal rails, not shown.
  • a drive device (not shown) for the carrier 50, which can be controlled via a control unit, likewise not shown, of the overall device.
  • the dosing device comprises a pipetting device 502 movably mounted on the carrier 50 in the other two main directions Y, Z, ie the transverse direction Y and height direction Z, with at least one pipetting channel 504 for aspirating and dispensing liquid in / out of receptacles 12 or one provided Reservoir for the liquid to be dosed.
  • the metering device 500 is designed like a conventional pipetting automaton and will not be described in detail here.
  • a gripping unit 300 is mounted, which is also designed to be movable in the other two Haupttrichtun conditions Y, Z.
  • This gripping unit 300 is in the context of this application as for punching Direction 10 belonging, even if it is attached to egg nem shared with the pipetting 502 carrier 50 in the present example.
  • the punching device 10 includes as further main components a punch drive 14, a punching means 110, an image pickup device 18 and a receiving plate 210.
  • magazines 20 for a plurality of sample cards 22 (FIG. 3) can be seen.
  • a sample card is removed from a magazine 20 and fed to the punching means 110, so that at least one sample piece from the relevant sample card can be punched out by means of the punching means 110.
  • Positioning of receptacles relative to punching means 110 is referred to the two co-pending applications entitled "Punching Device with Receiving Plate” (Application No. DE102011XXXXXX.X) and “Illuminated Receiving Plate Punching Device” (Application No. DE102011XXXXXX.X), of which: both contents for the design of the receiving plate and its covered drive by reference herein.
  • FIG. 2 shows a schematic perspective view of the punching device 10 without gripping unit 300.
  • the punching device 10 comprises a frame-like structure or support structure 24 to which the punch drive 14 and the image pickup device 18 are attached and to which the punching means 110 is removably attached as a punching means module is.
  • Fig. 2 the state is shown in which the modular punching means 110 is coupled to the structure 24 of the punching device.
  • an actuating element or pushbutton 26 can be actuated, so that an engagement between the punching means 110 and the supporting structure 24 can be released.
  • the receiving plate 210 serves for the storage or support of at least one receptacle 12, preferably as a microtiter plate with egg - ner certain number of wells (receiving wells) 28 is provided. It can nen different microtiter plates are used and the number of wells 28 is on - not limited, except in view of a one of a sample card stanza TES sample in a corresponding cup has 28 place.
  • the Jardiningvorrich device 18 is arranged substantially vertically above an illuminated area 212 of the receiving plate 210.
  • This illuminated area 212 is preferably formed by an electroluminescent film accommodated in the receiving plate or arranged on its rear side.
  • a microplate plate 12 arranged thereon can be backlit by the EL foil 212 so that an image of the backlit microtiter plate 12 or a part of it can be detected by means of the image recording device 18.
  • the microtiter plate (s) 12 is / are on the receiving plate 210 in a transport frame 214
  • a specific receiving recess 28 of a receptacle 12 can be arranged just below the punching means 110 so that a punched-out sample piece falls into this receiving recess and is taken up in this recording.
  • Holes 16 are provided on both sides of the image recording device 18 for alternative illumination means which illuminate a subject positioned below the image recording device 18, preferably a sample card, from above, so that image processing processes for the sample card can be carried out, for example recognition of a barcode and the like.
  • sample card 22 shows in the partial figures a) and b) an example of a sample card 22.
  • the sample card has a kind of opening 30 in which an absorbent material 32, such as a kind of filter paper or the like is visible.
  • On the absorbent Mate rial at least one sample area is identified, in the present example, there are four such sample areas 34-1 to 34-4, which are shown as dashed circles. If samples, such as blood, saliva, or other liquids are collected by means of the sample card 22, the liquid samples should, if possible, be dispensed within the labeled sample area 34-1 to 34-4. In the present example, samples 36-1 to 36-4 of different sizes, for example drops of blood or saliva samples, have been dispensed into the corresponding sample areas 34-l to 34-4.
  • the sample 36-4 is not completely within the marking of the sample area 34-4, so that this sample from egg nem sampler or medical staff with a cross 38 above of the sample area 34-4 has been marked as invalid.
  • a coding (barcode, 2D barcode or the like) 40 is provided on the card in order to enable identification of the sample card and an assignment to a sample dispenser, a collecting institute or the like. Further information may be contained or printed on the sample card 22, such as manufacturer's instructions, details of the purpose of the card or the sample liquid, etc.
  • sample pieces 36- 1 to 36-4 can be punched out of the samples 36-4 by means of the punching means 110.
  • the sample card 22 after the punching out of several sample pieces from the samples 36-1 to 36-3 is shown in FIG. 3b by the FIGS Punching holes 42 indicated. Where and in what order the punching of specimens takes place can be determined for example by means of image processing, wherein it can be recognized on the one hand, whether a sample within the marked sample area 34-1 to 34-4 (eg using the cross 38), where the Sample 36-1 to 36-4 is within the sample area 34-1 to 34-4 and which
  • the sample card 22 can then be positioned relative to the punching means, so that the sample pieces can be punched out at the predetermined locations.
  • the form of the sample card shown here is purely exemplary, the sample card may have a different format, more or less, have smaller or larger sample areas 34, etc.
  • Fig. 4. Shows the gripping unit 300 in an enlarged view. It is movable in total in all three main directions X, Y, Z relative to the punching means 110 ( Figure 1).
  • the movement in the X direction is effected by displacement of the carrier 50 and the movement in Y or Z direction by a relative displacement of the gripping unit 300 to the carrier 50 by means of corresponding non-visible drives. These drives together with the drive of the carrier 50, the drive unit for the movement of the gripping unit 300 in the three main directions X, Y, and Z.
  • the gripping unit 300 has a sample card gripping means 310 with card grippers 312 and 314.
  • the card grippers 312, 314 are movable relative to one another so that they can be moved away from one another, in particular swiveled, to form an acute angle therebetween to form as an opening for insertion of a sample card. If the sample card is located between the card grippers 312, 314 taken, these can be moved back to each other so that the sample card is clamped between them and thus held.
  • the gripping unit comprises a receiving container gripping means 350, of which only a container gripper 352 can be seen.
  • Another container gripper 354 (Fig. 5) is based on the illustration of Fig.
  • a gripper housing 302 is provided.
  • the gripper housing 302 has openings 304 and 306 which are formed such that the desired Bewegun conditions of the respective grippers 312, 314, 352, 354 are not hindered.
  • Sectional views show in which certain operating states of the gripping means 310 and 350 can be seen.
  • the two gripping means 310 and 350 are mounted on a common frame construction 330, which in turn is itself attached to an unspecified connector of the drive unit for the gripping unit 300, which connector is connected to the carrier 50 and relative to this in Y- and Z-.
  • the direction of movement is in common with the gripping unit 300 attached thereto.
  • the card grippers 312, 314 can be pivoted together about a pivot axis SA by means of a card gripper drive 320.
  • the card grippers 312, 314 are in a waiting position in which they are directed substantially vertically upwards. In this waiting position, the card grippers 312, 314 restrict the movement of the gripping unit 300 in any of the main directions X, Y, Z, so that for example by means of the container gripper 352, 354 a receptacle 12 (Fig. 1, 2) can be grasped and transported.
  • the card grippers 312, 314 In order to remove a sample card from a magazine 20 (FIG. 1) arranged below the gripping unit 300, the card grippers 312, 314 can be pivoted into their loading / unloading position according to FIG.
  • the card gripper 312, 314 can be moved by moving the entire gripping unit 300 in the Z direction down in the direction of a sample card and this men after their seizure in the Z direction up from the magazine entneh.
  • the container grippers 352, 354 are preferably pivoted into their waiting position shown in FIG. 6, so that they move the gripper unit down to the sample card or to the magazine can not hinder.
  • a sample card gripped by the card grippers 312, 314 can be pivoted about the pivot axis SA, preferably into the punch position according to FIG possibly held by them sample card (not shown) are aligned substantially horizontally.
  • the sample card can be transported by means of the gripping unit in the direction of the punching means 110 and introduced there into its receiving opening. Due to the movement of the gripping unit, in particular in the X and Y directions, the sample card can be exactly aligned relative to the punching means, in particular to its punch, so that a sample piece can be punched out at a predetermined location of the sample card.
  • a sample card held by the card grippers 312, 314 can also be arranged below the image capture device 18 (FIGS. 1, 2), by means of which an image of the sample card is taken, which can subsequently be evaluated, for example by a Identification code 40 (FIG.
  • the card grippers 314 have positioning crosses 316 on their upper side, which are easily recognizable by means of image processing.
  • the card may be illuminated by means of illumination present in the holders 16 ( Figure 2) such as LED's or similar, are illuminated from above, in order to ensure optimum illumination and perform the image recognition optimally.
  • the sample card is held for review on the electroluminescent film 212 of the receiving plate 210 and detected by the image capture device another image of the sample card, in which the of the EL sheet 212th backlit punched hole in the sample card is easily recognizable.
  • an EL sheet 212 is used in a certain color, such as blue, green, or red
  • punched areas through which the colored, especially blue, green, or red light passes will be the only ones in the sample card
  • the detection of punched out areas is conceivable not only immediately after punching, but can also be carried out before a (further) punching process in order to check whether the punched area has been punched out Card has already been punched and from which of the samples 36-1 to 36-4 one or more samples have been removed are.
  • sample card Once the process for a sample card has been completed, it can be transported back to its previous position in the magazine. Alternatively, it is conceivable to deposit them in another magazine in which only sample cards already processed are contained. Subsequently, a new sample card can be removed from the magazine and fed to the stamping process.
  • the container grippers 352, 354 are shown in Fig. 5 in their gripping position in which they are directed substantially vertically downwards and receive a receptacle 12 (Fig. 1, 2) between them by clamping.
  • the two container grippers 352, 254 are pivotable about respective mutually parallel axes of rotation DA, so that they can be pivoted from their gripping position (FIG. 5) into a waiting position in which they are directed obliquely upwards (FIG. 6).
  • the pivotal movement of the two container grippers 352 and 354 takes place synchronously by means of a motor 358 (electric motor), whose pinion 360 meshes with egg NEM gear 362.
  • the gear 362 has, on its axis of rotation, worm gears 364 and 366 on both sides, which are in engagement with gears 368 and 370 which are attached to rods 372, 374 to which the container grippers 352, 354 are fastened in a rotationally fixed manner.
  • This drive mechanism for the container grippers 352, 354 can also be seen from the two sectional views of FIGS. 9 and 10.
  • a receiving container gripped by the container grippers 352, 354 can be parked at arbitrary positions by means of the gripping unit 300 in order subsequently to be used during the punching or filling with liquid by means of the pipetting device 502.
  • the gripping unit is also used, with reference to FIGS. 1 and 2, a sample container 12 from a position between sample card magazines 20 (left) and pipette tip containers (right) to a position 211 next to the receiving plate 210 or to a position on the transport frame 214 to transport on the receiving plate 210.
  • the transport frame 214 can be moved to a position on the receiving plate 210 with respect to FIG.
  • the card grippers 312, 314 are in the punching position (analogous to FIGS. 7 and 9) and the container grippers 352, 354 are shown in a standby position immediately before grasping or after stopping a receiving container.
  • the positioning crosses 316 on the top of the card gripper 314 are also clearly visible.
  • a gripper drive 320 for the card gripper 312, 314 a stepper motor can be used, which allows Verschwen the card gripper 312, 314 in the different positions.
  • the respective motors 320 and 358 for actuating the respective grippers 312, 314 and 352, 354 are actuated by means of a control unit of the punching device, which is not shown in the figures.
  • the controller is designed such that the gene gene gripper 312, 314 and 352, 354, which are currently exert no gripping or transport function, are pivoted into their waiting position. This may preferably also be included as a condition in the control, so that a mutual obstruction of the grippers 312, 314 and 352, 354 can be excluded.
  • the control unit is also connected to other components of the punching device 10, such as punching means 110, image capture device 18, etc., in order to be able to control these likewise in the desired manner.
  • the control unit is a computer with corresponding software for controlling the punching device 10 and the optional metering device 500.
  • the gripping unit 300 presented here offers great flexibility in use both for handling sample cards and for handling receptacles.
  • combi nation with a metering device it is also possible to automatically supply already filled with a liquid receptacle of the punching device and supply this after filling with punched sample pieces of further processing.
  • the gripping unit 300 may also transport a receptacle to another station of an overall apparatus, such as a centrifuging station or a station at which the receptacles are closed.
  • gripping unit 300 presented here can also be used independently of the presence of a metering device only in the context of a punching device 10.

Abstract

The invention relates to a punching device for processing samples, in particular dried samples, applied to a sample card, preferably liquids containing DNA, such as blood, saliva and the like, comprising at least one punching means with a punch and a lower die, wherein the punch is movable between a resting position at a distance from the lower die and a punching position closer to the lower die. The punching means has a receiving opening, into which a sample card from a sample card container can be introduced by means of a movable gripping unit (300) of the punching device and can be positioned in relation to the punching means, and a punching drive, which can be coupled or is coupled to the punch of the punching means and which drives the punch between the resting position and the punching position. The punching means is designed in such a way that a piece of sample punched out from the sample card can be discharged at an outlet opening of the lower die into a receiving recess of a receiving container arranged below the punching means. According to the invention, it is proposed that the gripping unit (300) comprises a sample card gripping means (310) and a receiving container gripping means (350), which are jointly movable by means of a drive unit in three mutually orthogonal main directions (X, Y, Z).

Description

Stanzvorrichtung mit Greifeinheit  Punching device with gripping unit
Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stanzvorrichtung zum Verarbeiten von getrockneten auf einer Probenkarte aufgetragenen Proben, insbesondere von DNA enthaltenden Flüssig keiten wie Blut, Speichel und dergleichen. The present invention relates to a punching device for processing dried samples applied to a sample card, in particular liquids containing DNA such as blood, saliva and the like.
Bei derartigen Stanzvorrichtungen werden in einem Magazin für Probenkarten mehrere Pro- benkarten aufbewahrt und in einer bestimmten Reihenfolge mittels ei ner Greifeinheit aus dem Magazin entnommen und einem Stanzmittel der Stanzvorrichtung zugeführt. In einem zuvor mittels bildgebender Verfahren erfassten Bereich, in dem auf der Probenkarte die aufgetragene Probe ermittelt worden ist, erfolgt dann das Ausstanzen von wenigstens einem Probenstück aus der Probenkarte. Es können aus dem gleichen Probenbereich auch mehrere Probenstücke gleichzeitig oder nacheinander ausgestanzt werden. Die ausgestanzten Probenstücke werden durch Bewegung eines Stanzstifts (Stempel) durch eine Austrittsöffnung in einem Unterwerkzeug hindurch geführt und auf diese Weise in eine Aufnahmevertiefung in einem Aufnahmebehälter, vorzugsweise in einen Napf einer Mi krotiterplatte, transportiert. Sobald aus allen gewünschten Probekarten Probenstücke ausgestanzt und im Aufnahmebehälter aufgenommen worden sind, kann die Analyse der einzelnen in den Pro benstücken enthaltenen Proben mittels Verfahren wie etwa PCR für DNA-Analysen, Hoch- druck-Gaschromatografie (HPLC) oder ähnliches erfolgen, wobei hierzu nach dem Ausstanzen weitere Schritte durchgeführt werden, die im Rahmen der vorliegenden Anmeldung nicht detailliert beschrieben werden. In such punching devices, several sample cards are stored in a magazine for sample cards and removed from the magazine in a specific sequence by means of a gripping unit and fed to a punching means of the punching device. In a region previously detected by means of an imaging method, in which the applied sample has been determined on the sample card, then the punching of at least one sample piece from the sample card takes place. It is also possible to punch out several sample pieces simultaneously or one after the other from the same sample area. The punched sample pieces are guided by movement of a punch pin (punch) through an outlet opening in a lower tool and transported in this way in a receiving recess in a receptacle, preferably in a cup of a Mi krotiterplatte. As soon as sample pieces have been punched out of all the desired sample cards and taken up in the receiving container, the analysis of the individual samples contained in the sample pieces can be carried out by methods such as PCR for DNA analyzes, high-pressure gas chromatography (HPLC) or the like the punching further steps are performed, which are not described in detail in the context of the present application.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatisierten Ausstanzen von Probenstücken aus Probenkarten ist beispielsweise aus der US 5,641,682 bekannt. A method and a device for automated punching out sample pieces from sample cards is known, for example, from US Pat. No. 5,641,682.
Ferner ist unter der Bezeichnung„BSDIOOO-GenePunch" eine Stanzvorrichtung der genannten Art der Firma BSD Robotics (a Luminex Company, in Brisbane, QueenslandFurthermore, under the name "BSDIOOO-GenePunch" a punching device of the type mentioned by BSD Robotics (a Luminex Company, in Brisbane, Queensland
4110, Australia) bekannt. Ein zugehöriger Produktflyer war zum Anmeldezeitpunkt der vorliegenden Anmeldung unter der folgenden Internetadresse verfügbar: 4110, Australia). An associated product flyer was available at the time of registration of the present application at the following Internet address:
http://www.bsd robotics. com/Documents/Brochure/BSDR1000(10)%20-%20BSD1000%20- GenePunch.PDF. http://www.bsd robotics. com / Documents / Brochure / BSDR1000 (10)% 20-% 20BSD1000% 20- GenePunch.PDF.
Ferner ist die Funktionsweise dieser Stanzvorrichtung in einem Videofilm offenbart, der zum Anmeldezeitpunkt unter der folgenden Internetadresse verfügbar war: http://www.bsdrobotics.com/Videos/BSD1000.wmv. Further, the operation of this punching device is disclosed in a video available at the time of registration at the following Internet address: http://www.bsdrobotics.com/Videos/BSD1000.wmv.
Aus dem Videofilm ist folgende Funktionsweise ersichtlich : Bei der Stanzvorrichtung„BS- DlOOO-GenePunch" wird eine Greifvorrichtung für Probenkarten von einem Magazin, aus dem die Greifvorrichtung eine Probenkarte entnommen hat, entlang einer horizontal verlaufenden Schiene zu einem Scanner bewegt, in den die Probenkarte eingeführt und anschließend gescannt wird. Die Greifvorrichtung ist dabei in zwei zueinander orthogonalen Richtungen beweglich, nämlich entlang der Schie ne und orthogonal zu dieser, derart, dass die ergriffene Probenkarte in ihrer Kartenebene zweidimensional verschiebbar ist. Nach dem Scannen wird die Probenkarte mittels der Greifvorrichtung zum Stanzmittel der Stanzvorrichtung transportiert und relativ zu diesem positioniert, damit ein Probenstück an der nach dem Scannen ausgewerteten Position der Probenkarte ausgestanzt werden kann. Das ausgestanzte Probenstück wird anschließend in einen unter dem Stanzmittel angeordneten Aufnahmebehälter, wie etwa einen Napf einer Mikrotiterplatte, abgegeben. Bei dieser Stanz- Vorrichtung sind mehrere Aufnahmebehälter sternförmig um eine zu einer horizonta lenFrom the video film, the following operation is apparent: In the punching device "BS-D100OO-GenePunch", a sample card gripper is moved from a magazine from which the gripper has taken a sample card along a horizontal rail to a scanner into which the sample card In this case, the gripping device is movable in two mutually orthogonal directions, namely along the slide and orthogonal to it, such that the sampled card being grasped is two-dimensionally displaceable in its plane of the card Punching means of the punching device transported and positioned relative to this, so that a sample piece can be punched out at the evaluated after scanning position of the sample card.The punched sample piece is then placed in a below the punching means receiving container, such as a Bowl of a microtiter plate, dispensed. In this punching device, several receptacles are star-shaped at one to a horizontal len
Ebene orthogonalen Drehachse angeordnet und ihre Position, insbesondere eines bestimmten Napfs, relativ zum Stanzmittel erfolgt mittels einer Drehbewegung und mittels Verschiebung in der Horizontalebene. Nachdem das Ausstanzen von einem oder mehreren Probenstücken aus einer Probenkarte abgeschlossen ist, transportiert die Greifvorrichtung die ge- stanzte Probenkarte entlang der Schiene zurück zum Kartenmagazin und legt diese dort wieder ab. Die Greifvorrichtung wird dann kurz zurückgezogen, bis das Kartenmagazin um eine Position nach oben verfahren worden ist, um die nächste Probenkarte aus dem Magazin entnehmen zu können. Eine aus dem Stand der Technik bekannte Stanzvorrichtung umfasst also in allge meinen Worten wenigstens ein Stanzmittel mit einem Stempel und einem Unterwerkzeug, wobei der Stempel zwischen einer vom Unterwerkzeug entfernten Ruhestellung und einer dem Unterwerkzeug angenäherten Stanzstellung beweglich ist, und wobei das Stanzmittel eine Aufnahmeöffnung aufweist, in welche eine Probenkarte aus einem Probenkartenbehälter mittels einer beweglichen Greifeinheit der Stanzvorrichtung einführbar und relativ zum Stanzmittel positionierbar ist, und einen mit dem Stempel des Stanzmittels koppelbaren oder gekoppelten Stanzantrieb, durch den die Bewegung des Stempels zwischen Ruhestellung und Stanzstellung angetrieben wird, wobei das Stanzmittel derart eingerichtet ist, dass ein aus der Probenkarte ausgestanztes Probenstück an einer Austrittsöffnung des Unter- Werkzeugs in eine Aufnahmevertiefung eines unterhalb des Stanzmittels angeordneten Aufnahmebehälters abgegeben werden kann. Bei der bekannten Stanzvorrichtung werden die Probenkarten durch ein Greifmittel erfasst und zum Stanzmittel transportiert. Das Greifmittel ist nur in einer Ebene beweglich, so dass unterschiedliche Probenkarten nur durch Bewegen des Magazins mit Probenkarten entnom men werden können. Ein automatisiertes Ergreifen und Transportieren von Aufnahmebehäl - tern ist nicht möglich, da die Aufnahmebehälter manuell in die sternförmig angeordneten Aufnahmerahmen eingesetzt werden müssen. Plane orthogonal axis of rotation arranged and their position, in particular a certain cup, relative to the punching means by means of a rotary movement and by means of displacement in the horizontal plane. After the punching of one or more specimens from a sample card has been completed, the gripping device transports the punched specimen card along the rail back to the card magazine and places it there again. The gripping device is then briefly withdrawn until the card magazine has been moved up one position in order to be able to remove the next sample card from the magazine. A punching device known from the prior art thus comprises in general my words at least one punching means with a punch and a lower tool, wherein the punch between a remote from the lower tool rest position and the lower die approximate punching position is movable, and wherein the punching means has a receiving opening, in which a sample card from a sample card container by means of a movable gripping unit of the punching device can be inserted and positioned relative to the punching means, and a stamping means coupled to the punch or coupled punch drive, through which the movement of the punch between the rest position and punched position is driven, wherein the punching means so is arranged so that a sample piece punched out of the sample card can be discharged at an outlet opening of the lower tool in a receiving recess of a receiving container arranged below the punching means. In the known punching device, the sample cards are detected by a gripping means and transported to the punching means. The gripping means is movable only in one plane, so that different sample cards can be entnom men only by moving the magazine with sample cards. Automated picking and transporting of receptacles is not possible since the receptacles must be manually inserted into the star-shaped receiving frames.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Stanzvorrichtung der genannten Art derart weiterzubilden, dass eine optimierte Handhabung von Probenkarten und Aufnahmebehälter er- möglicht wird. The object of the invention is therefore to develop a punching device of the type mentioned in such a way that an optimized handling of sample cards and receptacles is made possible.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Greifeinheit ein Probekartenkar- tengreifmittel und ein Aufnahmebehältergreifmittel umfasst, welche mittels einer Antriebs einheit in drei zueinander orthogonale Hauptrichtungen gemeinsam beweglich sind. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht die Nutzung einer Antriebseinheit, vorzugsweise mit mehreren für den Transport in den verschiedenen Hauptrichtungen eingerichteten Antrieben, für zwei unterschiedliche Greifmittel. Hieraus ergeben sich Vorteile bei der Handha bung der Greifeinheit aufgrund der gleich anzusteuernden Antriebseinheit, was eine Verein fachung bei der Bedienung und Programmierung darstellt. Durch die Verwendung der ge- meinsamen Antriebseinheit können Kosten sowohl bei der Herstellung als auch bei der Wartung eingespart werden. To solve this problem, it is proposed that the gripping unit comprises a test card card gripping means and a receptacle gripping gripping means which are jointly movable in three mutually orthogonal main directions by means of a drive unit. Such a configuration allows the use of a drive unit, preferably with a plurality of arranged for transport in the various main directions drives for two different gripping means. This results in advantages in the handling of the hand gripping gripping unit due to the drive unit to be driven at the same time, which represents a simplification in the operation and programming. By using the common drive unit, costs can be saved both during production and during maintenance.
Es wird vorgeschlagen, dass das Probenkartengreifmittel und das Aufnahmebehältergreifmittel einen jeweiligen Greiferantrieb aufweisen mittels welchem zugehöriger Greifer des Probenkartengreifmittels und des Aufnahmebehältergreifmittels zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung beweglich, insbesondere verschwenkbar sind. Durch die individuellen Greiferantriebe können diese optimal für die jeweilige Greifaufgabe optimiert und eingerichtet werden, um den unterschiedlichen Anforderungen nachzukommen, die sich beim Ergreifen/Transportieren von relativ dünnen, glatten Probenkarten aus einem Magazin bzw. beim Ergreifen/Transportieren von Aufnahmebehältern, die auch mit Flüssigkeit gefüllt sein können, stellen. It is proposed that the sample card gripping means and the receptacle gripping gripper have a respective gripper drive by means of which associated gripper of the sample card gripping means and the receptacle gripping means between an open position and a closed position are movable, in particular pivotable. The individual gripper drives allow them to be optimally optimized and set up for the respective gripping task in order to meet the different requirements arising from gripping / transporting relatively thin, smooth sample cards from a magazine or when gripping / transporting receptacles, which also contain liquid can be filled.
Dabei ist es bevorzugt, dass das Probenkartengreifmittel, insbesondere dessen zugehörige Greifer, mittels des zugehörigen Greiferantriebs um eine Schwenkachse verschwenkbar ist/sind, derart, dass es zwischen einer dem Probekartenbehälter zugewandten Lade-/Entla - destellung und einer vom Probenkartenbehälter abgewandten Wartestellung verschwenkbar ist. Hierzu wird weiterbildend vorgeschlagen, dass das Probekartengreifmittel ferner in eine zwischen der Lade-/Entladestellung und der Wartestellung liegende Stanzstellung verschwenkbar ist, in welcher eine durch die zugehörigen Greifer ergriffene Probenkarte dem Stanzmittel zuführbar ist. In this case, it is preferred that the sample card gripping means, in particular its associated gripper, is pivotable about a pivot axis by means of the associated gripper drive, such that it can be pivoted between a loading / unloading position facing the sample card container and a waiting position facing away from the sample card container. For this purpose, it is further proposed that the sample card gripper can also be pivoted into a punching position lying between the loading / unloading position and the waiting position, in which a sample card gripped by the associated gripper can be fed to the punching means.
Das Verschwenken der Greifer des Probenkartengreifmittels kann in einem Winkelbereich von etwa 180° erfolgen zwischen der Lade-/Entladestellung als Ausgangspunkt (0°), in wel cher die Greifer im Wesentlichen vertikal nach unten gerichtet sind, und der Wartestellung als Endpunkt (180°), in welcher die Greifer im Wesentlichen vertikal nach oben gerichtet sind. Die dazwischenliegende Stanzstellung liegt bei etwa 90°, so dass die Greifer im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sind. Insbesondere die Wartestellung muss nicht unbe dingt bei 180° liegen, der Winkel kann auch etwas kleiner oder größer sein. Das Probenkartengreifmittel und das Aufnahmebehältergreifmittel sind vorzugsweise derart angesteuert von einer Steuereinheit der Stanzvorrichtung, dass das Probenkartengreifmittel beim Ergreifen und Transportieren eines Aufnahmebehälters mittels des Aufnahmebehältergreifmittels in seine Wartestellung verschwenkt ist. Wesentlich bei der Wartestellung ist es, dass die Greifer des Probenkartengreifmittels in eine Position gebracht werden können, in der sie die Bewegung der Greifeinheit nicht einschränken, was insbesondere beim Ergreifen und Transportieren von Aufnahmebehältern mittels des Aufnahmebehältergreifmittels von Bedeutung ist. The pivoting of the gripper of the sample card gripping means can take place in an angular range of about 180 ° between the loading / unloading position as a starting point (0 °), in wel cher, the grippers are directed substantially vertically downwards, and the waiting position as an end point (180 °) in which the grippers are directed substantially vertically upwards. The intermediate punching position is about 90 °, so that the grippers are aligned substantially horizontally. In particular, the waiting position must not necessarily be at 180 °, the angle can also be slightly smaller or larger. The sample card gripping means and the receptacle gripping gripping means are preferably controlled by a control unit of the punching apparatus such that the sample card gripping means is pivoted into its waiting position when gripping and transporting a receptacle by means of the receptacle gripper gripping means. Essential in the waiting position is that the gripper of the sample card gripping means can be brought into a position in which they do not restrict the movement of the gripping unit, which is particularly important when gripping and transporting receptacles by means of the receptacle gripping means.
Weiterbildend wird vorgeschlagen, dass die Stanzvorrichtung eine Aufnahmebehälter ab - stützende Aufnahmeplatte mit einer wenigstens einen Teil der Aufnahmeplatte beleuchten den Lichtquelle aufweist, wobei die Lichtquelle derart angeordnet ist, dass wenigstens ein Teil eines auf der Aufnahmeplatte befindlichen Aufnahmebehälters, insbesondere von in ihm vorgesehenen Aufnahmevertiefungen, aus Richtung der Aufnahmeplatte, insbesondere von unten beleuchtet werden kann. In a further development, it is proposed that the punching device has a receptacle plate supporting the receptacle with a light source illuminating at least part of the receptacle, the light source being arranged in such a way that at least part of a receptacle located on the receptacle, in particular receptacle recesses provided in it, from the direction of the receiving plate, in particular from below can be illuminated.
Dabei ist es bevorzugt, dass als Lichtquelle wenigstens eine Elektrolumineszenz-Folie an der Aufnahmeplatte vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Aufnahmeplatte eine transparente Platte, vorzugsweise Glasplatte ist, und wobei die EL-Folie vorzugsweise an der Unterseite der Aufnahmeplatte angeordnet ist. It is preferred that at least one electroluminescent film is provided on the receiving plate as the light source, wherein preferably the receiving plate is a transparent plate, preferably glass plate, and wherein the EL foil is preferably arranged on the underside of the receiving plate.
Die Stanzvorrichtung kann ferner einen auf der Aufnahmeplatte aufliegenden, in der Platte nebene beweglichen Transportrahmen aufweisen, in welchem wenigstens ein Aufnahmebe- hälter aufnehmbar ist. The punching device may further comprise a resting on the receiving plate, in the plate side movable transport frame, in which at least one Aufnahmebe- container is receivable.
Die Aufnahmeplatte bildet vorzugsweise eine Abdeckung eines Gehäuses für eine Antriebseinheit, welche die Bewegung des Transportrahmens auf der Aufnahmeplatte ermöglicht, wobei vorzugsweise der Transportrahmen berührungslos mittels Magneten mit der durch die Aufnahmeplatte abgedeckten Antriebseinheit gekoppelt ist. The receiving plate preferably forms a cover of a housing for a drive unit, which allows the movement of the transport frame on the receiving plate, wherein preferably the transport frame is coupled without contact by means of magnets with the covered by the receiving plate drive unit.
Die Stanzvorrichtung ist bevorzugt derart eingerichtet, dass mittels der Greifeinheit Aufnah mebehälter von Wartepositionen außerhalb der Aufnahmeplatte zu Verarbeitungspositionen auf der Aufnahmeplatte und umgekehrt transportierbar sind. The punching device is preferably arranged such that by means of the gripping unit receiving mebehälter of waiting positions outside the receiving plate to processing positions on the receiving plate and vice versa are transportable.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Greifeinheit derart ausgeführt ist, dass Aufnahmebehälter mittels der Greifeinheit zum Transportrahmen hin und von diesem weg bewegt werden können, wobei ein betreffender Aufnahmebehälter mittels des Aufnahmebehältergreif - mittels beim Transport gehalten ist. It is also proposed that the gripping unit is designed in such a way that receiving containers can be moved towards and away from the transport frame by means of the gripping unit, a respective receptacle being held by means of the receiving container gripper during transport.
Die Stanzvorrichtung kann mit einer Dosiervorrichtung kombiniert sein, wobei die Greifein heit an einem in einer der Hauptrichtungen beweglichen Träger angebracht ist, an welchem zusätzlich eine in den beiden anderen Hauptrichtungen bewegliche Pipettiervorrichtung der Dosiervorrichtung angebracht ist, derart, dass die Greifeinheit und die Pipettiervorrichtung entlang der einen Hauptrichtung gleichzeitig bewegt werden. The punching device may be combined with a metering device, wherein the gripping unit is mounted on a movable in one of the main directions carrier, to which additionally in the other two main directions movable pipetting device of the metering device is mounted, such that the gripping unit and the pipetting along the a main direction to be moved simultaneously.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft und nicht einschränkend unter Bezug nahme auf die anliegenden Figuren beschrieben. The invention will be described below by way of non-limiting example with reference to the accompanying figures.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Perspektivdarstellung eine Stanzvorrichtung in Kombi nation mit einer Dosiervorrichtung. Fig. 1 shows a schematic perspective view of a punching device in combi nation with a metering device.
Fig. 2 zeigt in schematischer Perspektivdarstellung die Stanzvorrichtung ohne Dosiervor- richtung und ohne Greifeinheit FIG. 2 shows a schematic perspective view of the punching device without metering device and without gripper unit
Fig. 3 zeigt in den Teilfiguren a) und b) schematisch dargestellte Probenkarten im Zu stand vor dem Ausstanzen von Probenstücken (Fig. 3a) und nach dem Ausstanzen (Fig. 3b). Fig. 3 shows in the sub-figures a) and b) schematically illustrated sample cards in the state before the punching of specimens (Fig. 3a) and after punching (Fig. 3b).
Fig. 4 zeigt in vergrößerter schematischer Perspektivdarstellung eine Greifeinheit der Fig. 4 shows an enlarged schematic perspective view of a gripping unit of FIG.
1 Fig. 5 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung eines Probekartengreifmittels und eines Aufnahmebehältergreifmittels. Fig. 6 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung des Probekartengreifmittels und des Aufnahmebehältergreifmittels in anderer Stellung. 1 5 shows a perspective schematic representation of a sample card gripping means and a receptacle gripping means. 6 shows a perspective schematic illustration of the sample card gripping means and the receptacle gripping means in another position.
Fig. 7 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung des Probekartengreifmittels und des Aufnahmebehältergreifmittels in anderer Stellung. Fig. 7 shows a perspective schematic representation of the sample card gripping means and the receptacle gripping means in another position.
Fig. 8 zeigt eine andere perspektivische Darstellung des Probekartengreifmittels und des Aufnahmebehältergreifmittels. Fig. 8 shows another perspective view of the sample card gripping means and the receptacle gripping means.
Fig. 9 ist eine Schnittansicht entsprechend der Schnittlinie IX-IX der Fig. 7 Fig. 9 is a sectional view taken along the section line IX-IX of Fig. 7
Fig. 10 ist eine andere Schnittansicht entsprechend der Schnittlinie X-X der Fig. 6. FIG. 10 is another sectional view taken along the line X-X of FIG. 6. FIG.
Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht einer Stanzvorrichtung 10, die hier in einer optio nalen Weise mit einer Dosiervorrichtung 500 kombiniert ist. In der hier dargestellten Kombination nutzen die Stanzvorrichtung 10 und die Dosiervorrichtung 500 einen gemeinsamen Träger 50, der in einer der Hauptrichtungen X, Y, Z, nämlich in Längsrichtung X beweglich ist. Hierzu ist der Träger 50 im oberen Bereich einer für die Gesamtvorrichtung bereitgestellten, hier aber nur teilweise dargestellten Trag konstruktion 52 mittels Rollen 54 an nicht dargestellten Längsschienen gelagert. Selbstverständlich ist auch eine nicht dargestellte An - triebsvorrichtung für den Träger 50 vorhanden, die über eine ebenfalls nicht dargestellte Steuereinheit der Gesamtvorrichtung ansteuerbar ist. Fig. 1 shows an overall view of a punching device 10, which is combined here in an optio cal manner with a metering device 500. In the combination shown here, the punching device 10 and the metering device 500 use a common carrier 50, which is movable in one of the main directions X, Y, Z, namely in the longitudinal direction X. For this purpose, the carrier 50 is in the upper region of a provided for the overall device, but here only partially shown support structure 52 by means of rollers 54 mounted on longitudinal rails, not shown. Of course, there is also a drive device (not shown) for the carrier 50, which can be controlled via a control unit, likewise not shown, of the overall device.
Die Dosiervorrichtung umfasst eine am Träger 50 in die beiden anderen Hauptrichtungen Y, Z, also die Querrichtung Y und Höhenrichtung Z, beweglich angebrachte Pipettiervorrich - tung 502 mit wenigstens einem Pipettierkanal 504 zum Aspirieren und Dispensieren von Flüssigkeit in/aus bereitgestellten Aufnahmebehältern 12 bzw. einem Reservoir für die zu dosierende Flüssigkeit. Die Dosiervorrichtung 500 ist wie ein ansich bekannter Pipettierau - tomat ausgeführt und und soll hier nicht weiter im Detail beschrieben werden. Auf der der Pipettiervorrichtung 502 gegenüberliegenden Seite des Trägers 50 ist eine Greifeinheit 300 angebracht, die ebenfalls beweglich in den beiden anderen Hauptrichtun gen Y, Z ausgeführt ist. Diese Greifeinheit 300 ist im Rahmen dieser Anmeldung als zur Stanzvor- richtung 10 zugehörig anzusehen, auch wenn sie im vorliegenden Beispiel an ei nem gemeinsam mit der Pipettiervorrichtung 502 genutzten Träger 50 angebracht ist. Ferner umfasst die Stanzvorrichtung 10 als weitere Hauptkomponenten einen Stanzantrieb 14, ein Stanzmittel 110, eine Bildaufnahmevorrichtung 18 und eine Aufnahmeplatte 210. Ferner sind aus der Fig. 1 Magazine 20 für jeweils mehrere Probenkarten 22 (Fig. 3) ersichtlich. Mittels der Greifeinheit 300 wird eine Probenkarte aus einem Magazin 20 entnommen und dem Stanzmittel 110 zugeführt, so dass mittels des Stanzmittels 110 wenigstens ein Probenstück aus der betreffenden Probenkarte ausgestanzt werden kann. Die Funktion des modularen Stanzmittels 110, das aufgrund seines eigenständigen Aufbaus in einfacher Weise von der Stanzvorrichtung 10 getrennt werden kann, wird im Rahmen dieser Anmeldung nur teilweise beschrieben. Für Details zur Ausgestaltung des modularen Stanzmittels (Stanzkopfs) 110 wird auf die von der Anmelderin zeitgleich eingereichte An meldung mit dem Titel„Stanzvorrichtung mit modularem Stanzmittel" (Anmeldungs-Nr. DE102011XXXXXX.X) verwiesen, deren Inhalt zur Ausgestaltung des Stanzmittels durch Bezugnahme hier aufgenommen wird. The dosing device comprises a pipetting device 502 movably mounted on the carrier 50 in the other two main directions Y, Z, ie the transverse direction Y and height direction Z, with at least one pipetting channel 504 for aspirating and dispensing liquid in / out of receptacles 12 or one provided Reservoir for the liquid to be dosed. The metering device 500 is designed like a conventional pipetting automaton and will not be described in detail here. On the opposite side of the pipette 502 of the carrier 50, a gripping unit 300 is mounted, which is also designed to be movable in the other two Haupttrichtun conditions Y, Z. This gripping unit 300 is in the context of this application as for punching Direction 10 belonging, even if it is attached to egg nem shared with the pipetting 502 carrier 50 in the present example. Further, the punching device 10 includes as further main components a punch drive 14, a punching means 110, an image pickup device 18 and a receiving plate 210. Furthermore, from FIG. 1, magazines 20 for a plurality of sample cards 22 (FIG. 3) can be seen. By means of the gripping unit 300, a sample card is removed from a magazine 20 and fed to the punching means 110, so that at least one sample piece from the relevant sample card can be punched out by means of the punching means 110. The function of the modular punching means 110, which can be easily separated from the punching device 10 due to its independent structure, is only partially described in the context of this application. For details on the design of the modular punching means (punching head) 110 reference is made to the same time filed by the Applicant message with the title "punching device with modular punching means" (Application No. DE102011XXXXXX.X), whose content for the design of the punching means by reference here is recorded.
Ebenso wird im Rahmen dieser Anmeldung auf spezielle Merkmale der Aufnahmeplatte 210 nur teilweise eingegangen. Für Details zur Ausgestaltung dieser Aufnah meplatte bzw. von einem durch die Aufnahmeplatte 210 abgedeckten, in Fig. 1 nicht sichtbaren Antrieb zurLikewise, special features of the receiving plate 210 is only partially discussed in the context of this application. For details on the design of this Aufnah meplatte or by a covered by the receiving plate 210, not visible in Fig. 1 drive for
Positionierung von Aufnahmebehältern relativ zum Stanzmittel 110 wird auf die beiden zeitgleich eingereichten Anmeldungen mit dem Titel„Stanzvorrichtung mit Aufnahmeplatte" (Anmeldungs-Nr. DE102011XXXXXX.X) und„Stanzvorrichtung mit beleuchteter Aufnahmeplatte" (Anmeldungs-Nr. DE102011XXXXXX.X) verwiesen, deren beider Inhalt zur Ausge- staltung der Aufnahmeplatte und des von ihr abgedeckten Antriebs durch Bezugnahme hier aufgenommen wird. Positioning of receptacles relative to punching means 110 is referred to the two co-pending applications entitled "Punching Device with Receiving Plate" (Application No. DE102011XXXXXX.X) and "Illuminated Receiving Plate Punching Device" (Application No. DE102011XXXXXX.X), of which: both contents for the design of the receiving plate and its covered drive by reference herein.
Fig. 2 zeigt in schematischer Perspektivdarstellung die Stanzvorrichtung 10 ohne Greifein heit 300. Die Stanzvorrichtung 10 umfasst eine rahmenartige Struktur bzw. Tragkonstrukti - on 24, an welcher der Stanzantrieb 14 und die Bildaufnahmevorrichtung 18 befestigt sind und an welcher das Stanzmittel 110 abnehmbar als Stanzmittelmodul angebracht ist. In Fig. 2 ist der Zustand gezeigt, in dem das modulare Stanzmittel 110 mit der Struktur 24 der Stanzvorrichtung gekoppelt ist. Um das Stanzmittel 110 von der Struktur 24 abnehmen zu können, wird vorgeschlagen, dass ein Betätigungselement bzw. Druckknopf 26 betätigt werden kann, so dass ein zwischen Stanzmittel 110 und Tragkonstruktion 24 vorhandener Eingriff gelöst werden kann. Die Aufnahmeplatte 210 dient der Lagerung bzw. Abstützung von wenigstens einem Aufnahmebehälter 12, der vorzugsweise als Mikrotiterplatte mit ei - ner bestimmten Anzahl Näpfen (Aufnahmevertiefungen) 28 versehen ist. Es kön nen unterschiedliche Mikrotiterplatten zum Einsatz kommen und die Anzahl von Näpfen 28 ist an - sich nicht beschränkt, außer im Hinblick darauf, dass ein aus einer Probenkarte ausgestanz tes Probenstück in einem entsprechenden Napf 28 Platz hat. FIG. 2 shows a schematic perspective view of the punching device 10 without gripping unit 300. The punching device 10 comprises a frame-like structure or support structure 24 to which the punch drive 14 and the image pickup device 18 are attached and to which the punching means 110 is removably attached as a punching means module is. In Fig. 2, the state is shown in which the modular punching means 110 is coupled to the structure 24 of the punching device. In order to be able to remove the punching means 110 from the structure 24, it is proposed that an actuating element or pushbutton 26 can be actuated, so that an engagement between the punching means 110 and the supporting structure 24 can be released. The receiving plate 210 serves for the storage or support of at least one receptacle 12, preferably as a microtiter plate with egg - ner certain number of wells (receiving wells) 28 is provided. It can nen different microtiter plates are used and the number of wells 28 is on - not limited, except in view of a one of a sample card stanza TES sample in a corresponding cup has 28 place.
Aus der Übersichtsdarstellung der Fig. 2 ist auch ersichtlich, dass die Bildaufnahmevorrich tung 18 im Wesentlichen vertikal oberhalb eines beleuchteten Bereichs 212 der Aufnahmeplatte 210 angeordnet ist. Dieser beleuchtete Bereich 212 wird bevorzugt durch eine in der Aufnahmeplatte aufgenommene bzw. auf deren Rückseite angeordnete Elektrolumineszenz- folie gebildet. Eine darauf angeordnete Mi krotiterplatte 12 kann von der EL-Folie 212 hinterleuchtet werden, so dass mittels der Bildaufnahmevorrichtung 18 ein Bild der hinterleuchteten Mikrotiterplatte 12 bzw. eines Teils von ihr erfasst werden kann. Die Mikrotiter- platte(n) 12 ist/sind auf der Aufnahmeplatte 210 in einem Transportrahmen 214 From the overview of Fig. 2 it is also apparent that the Bildaufnahmevorrich device 18 is arranged substantially vertically above an illuminated area 212 of the receiving plate 210. This illuminated area 212 is preferably formed by an electroluminescent film accommodated in the receiving plate or arranged on its rear side. A microplate plate 12 arranged thereon can be backlit by the EL foil 212 so that an image of the backlit microtiter plate 12 or a part of it can be detected by means of the image recording device 18. The microtiter plate (s) 12 is / are on the receiving plate 210 in a transport frame 214
aufgenommen, der über hier nicht dargestellte Magneten mit einer unter der Aufnahme- platte 210 befindlichen Antriebseinheit gekoppelt ist und mittels dieser Antriebseinheit auf der Aufnahmeplatte 210 relativ zum feststehenden Stanzmittel 110 bewegt werden kann. Hierdurch kann eine bestimmte Aufnahmevertiefung 28 eines Aufnahmebehälters 12 genau unterhalb des Stanzmittels 110 angeordnet werden, so dass ein ausgestanztes Probenstück in diese Aufnahmevertiefung hinfällt bzw. in dieser aufge nommen wird. Beidseitig der Bild- aufnahmevorrichtung 18 sind Halterungen 16 vorgesehen für alternative Beleuchtungsmittel, welche einen unter der Bildaufnahmeeinrichtung 18 positionierten Gegenstand, vorzugsweise eine Probenkarte, von oben beleuchten, so dass bildverarbeitende Prozesse für die Probenkarte durchgeführt werden können, beispielsweise Erkennung eines Barcodes und dergleichen. received, which is coupled via magnets not shown here with a drive unit located below the receiving plate 210 and can be moved by means of this drive unit on the receiving plate 210 relative to the fixed punching means 110. In this way, a specific receiving recess 28 of a receptacle 12 can be arranged just below the punching means 110 so that a punched-out sample piece falls into this receiving recess and is taken up in this recording. Holes 16 are provided on both sides of the image recording device 18 for alternative illumination means which illuminate a subject positioned below the image recording device 18, preferably a sample card, from above, so that image processing processes for the sample card can be carried out, for example recognition of a barcode and the like.
Fig.3 zeigt in den Teilfiguren a) und b) ein Beispiel einer Probenkarte 22. Die Pro benkarte weist eine Art Öffnung 30 auf, in welcher ein saugfähiges Material 32, wie etwa eine Art Filterpapier oder dergleichen sichtbar ist. Auf dem saugfähigen Mate rial ist wenigstens ein Probenbereich ausgewiesen, im vorliegenden Beispiel sind es vier solche Probenbereiche 34-1 bis 34-4, die als gestrichelte Kreise dargestellt sind. Wenn Proben, wie etwa Blut, Speichel oder aber auch andere Flüssigkeiten mittels der Probenkarte 22 gesammelt werden, sollen die Flüssigkeitsproben nach Möglichkeit innerhalb der markierten Probenberei che 34-1 bis 34-4 abgegeben werden. Im vorliegenden Beispiel sind unterschiedlich große Proben 36-1 bis 36-4, beispielsweise Bluttropfen oder Speichelproben, in die entsprechen - den Probenbereiche 34-lbis 34-4 abgegeben worden. Die Probe 36-4 liegt dabei nicht vollständig innerhalb der Markierung von Probenbereich 34-4, so dass diese Probe von ei nem Probengeber bzw. von medizinischem Personal entsprechend mit einem Kreuz 38 oberhalb des Probenbereichs 34-4 als ungültig gekennzeichnet worden ist. Unterhalb des saugfähigen Materials 32 ist auf der Karte noch eine Kodierung (Barcode, 2D-Barcode oder dergleichen) 40 vorgesehen, um eine Identifikation der Probenkarte und eine Zuordnung zu einem Probengeber, einem erfassenden Institut oder dergleichen zu ermöglichen. Auf der Probenkarte 22 können noch weitere Informationen enthalten bzw. aufgedruckt sein, wie etwa Herstellerangaben, Angaben zum Zweck der Karte oder zur Probenflüssigkeit etc. Die in flüssiger Form aufgebrachten Proben 36-1 bis 36-4 werden vom saugfähigen Material 32 aufgenommen und trocknen anschließend. Nach dem Trocknen können aus den Proben 36- 1 bis 36-4 Probenstücke ausgestanzt werden mittels des Stanzmittels 110. Die Probenkarte 22 nach dem Ausstanzen von mehreren Probenstücken aus den Proben 36-1 bis 36-3 ist in der Fig. 3b durch die weisen Stanzlöcher 42 angedeutet. Wo und in welcher Reihenfolge das Ausstanzen von Probenstücken erfolgt kann beispielsweise mittels Bildverarbeitung festgelegt werden, wobei zum einen erkannt werden kann, ob eine Probe innerhalb des markierten Probenbereichs 34-1 bis 34-4 liegt (z.B. unter Verwendung des Kreuzes 38), wo die Probe 36-1 bis 36-4 innerhalb des Probenbereichs 34-1 bis 34-4 liegt und welche3 shows in the partial figures a) and b) an example of a sample card 22. The sample card has a kind of opening 30 in which an absorbent material 32, such as a kind of filter paper or the like is visible. On the absorbent Mate rial at least one sample area is identified, in the present example, there are four such sample areas 34-1 to 34-4, which are shown as dashed circles. If samples, such as blood, saliva, or other liquids are collected by means of the sample card 22, the liquid samples should, if possible, be dispensed within the labeled sample area 34-1 to 34-4. In the present example, samples 36-1 to 36-4 of different sizes, for example drops of blood or saliva samples, have been dispensed into the corresponding sample areas 34-l to 34-4. The sample 36-4 is not completely within the marking of the sample area 34-4, so that this sample from egg nem sampler or medical staff with a cross 38 above of the sample area 34-4 has been marked as invalid. Underneath the absorbent material 32, a coding (barcode, 2D barcode or the like) 40 is provided on the card in order to enable identification of the sample card and an assignment to a sample dispenser, a collecting institute or the like. Further information may be contained or printed on the sample card 22, such as manufacturer's instructions, details of the purpose of the card or the sample liquid, etc. The samples 36-1 to 36-4 applied in liquid form are taken up by the absorbent material 32 and then dried , After drying, sample pieces 36- 1 to 36-4 can be punched out of the samples 36-4 by means of the punching means 110. The sample card 22 after the punching out of several sample pieces from the samples 36-1 to 36-3 is shown in FIG. 3b by the FIGS Punching holes 42 indicated. Where and in what order the punching of specimens takes place can be determined for example by means of image processing, wherein it can be recognized on the one hand, whether a sample within the marked sample area 34-1 to 34-4 (eg using the cross 38), where the Sample 36-1 to 36-4 is within the sample area 34-1 to 34-4 and which
Begrenzung sie aufweist, was bei der Probe 36-1 durch die gestrichelte Linie 44 angedeutet ist. Auf Grundlage solcher Informationen und der gewünschten Anzahl auszustanzender Probenstücke kann dann ermittelt werden, wo Probenstücke ausgestanzt werden sollen. Dementsprechend kann die Probenkarte 22 dann relativ zum Stanzmittel positioniert werden, so dass die Probenstücke an den vorbestimmten Stellen ausgestanzt werden kön nen. Die hier dargestellte Form der Probenkarte ist rein beispielhaft, die Proben karte kann ein anderes Format aufweisen, mehr oder weniger , kleinere oder größere Probenbereiche 34 aufweisen etc. Fig. 4. zeigt die Greifeinheit 300 in vergrößerter Darstellung. Sie ist insgesamt in allen drei Hauptrichtungen X, Y, Z relativ zum Stanzmittel 110 (Fig. 1) beweglich. Dabei erfolgt die Bewegung in X-Richtung durch Verschiebung des Trägers 50 und die Bewegung in Y- bzw.- Z-Richtung durch eine relative Verschiebung der Greifeinheit 300 zum Träger 50 mittels entsprechender nicht sichtbarer Antriebe. Diese Antriebe bilden zusammen mit dem Antrieb des Trägers 50 die Antriebseinheit für die Bewegung der Greifeinheit 300 in den drei Hauptrichtungen X, Y, und Z. Limitation has what is indicated by the dashed line 44 in the sample 36-1. On the basis of such information and the desired number of sample pieces to be punched out, it is then possible to determine where sample pieces are to be punched out. Accordingly, the sample card 22 can then be positioned relative to the punching means, so that the sample pieces can be punched out at the predetermined locations. The form of the sample card shown here is purely exemplary, the sample card may have a different format, more or less, have smaller or larger sample areas 34, etc. Fig. 4. Shows the gripping unit 300 in an enlarged view. It is movable in total in all three main directions X, Y, Z relative to the punching means 110 (Figure 1). The movement in the X direction is effected by displacement of the carrier 50 and the movement in Y or Z direction by a relative displacement of the gripping unit 300 to the carrier 50 by means of corresponding non-visible drives. These drives together with the drive of the carrier 50, the drive unit for the movement of the gripping unit 300 in the three main directions X, Y, and Z.
Um Probenkarten aus einem Magazin zu entnehmen, weist die Greifeinheit 300 ein Proben - kartengreifmittel 310 auf mit Kartengreifern 312 und 314. Die Kartengreifer 312, 314 sind relativ zueinander beweglich, so dass sie voneinander wegbewegt, insbesondere verschwenkt werden können, um dazwischen einen spitzen Winkel als Öffnung zum Einführen einer Probenkarte zu bilden. Ist die Probenkarte zwischen den Kartengreifern 312, 314 auf- genommen, können diese wieder aufeinander zu bewegt werden, so dass die Probenkarte zwischen ihnen festgeklemmt und somit gehalten ist. Ferner umfasst die Greifeinheit ein Aufnahmebehältergreifmittel 350, von dem nur ein Behältergreifer 352 ersichtlich ist. Ein weiterer Behältergreifer 354 (Fig. 5) befindet sich bezogen auf die Darstellung der Fig. 4 auf einer hinteren nicht einsehbaren Seite der Greifeinheit 300. Um die Greifeinheit 300 bzw. um ihre jeweiligen Greifmittel 310, 350 und deren nachfolgend beschriebenen Greifan triebe zu schützen, ist ein Greifergehäuse 302 vorgesehen. Das Greifergehäuse 302 weist Öffnungen 304 und 306 auf, die derart ausgebildet sind, dass die gewünschten Bewegun gen der jeweiligen Greifer 312, 314, 352, 354 nicht behindert werden. In order to remove sample cards from a magazine, the gripping unit 300 has a sample card gripping means 310 with card grippers 312 and 314. The card grippers 312, 314 are movable relative to one another so that they can be moved away from one another, in particular swiveled, to form an acute angle therebetween to form as an opening for insertion of a sample card. If the sample card is located between the card grippers 312, 314 taken, these can be moved back to each other so that the sample card is clamped between them and thus held. Furthermore, the gripping unit comprises a receiving container gripping means 350, of which only a container gripper 352 can be seen. Another container gripper 354 (Fig. 5) is based on the illustration of Fig. 4 on a rear non-visible side of the gripping unit 300. To protect the gripping unit 300 and their respective gripping means 310, 350 and their described below Greifan gear , a gripper housing 302 is provided. The gripper housing 302 has openings 304 and 306 which are formed such that the desired Bewegun conditions of the respective grippers 312, 314, 352, 354 are not hindered.
Die Funktionsweise der beiden Greifmittel 310 und 350 wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 10 beschrieben, die vereinfachte Perspektivdarstellungen bzw. zugehörige The operation of the two gripping means 310 and 350 will now be described with reference to FIGS. 5 to 10, the simplified perspective views and the like
Schnittdarstellungen zeigen, in denen bestimmte Betriebszustände der Greifmittel 310 und 350 ersichtlich sind. Sectional views show in which certain operating states of the gripping means 310 and 350 can be seen.
Die beiden Greifmittel 310 und 350 sind an einer gemeinsamen Rahmenkonstruktion 330 angebracht, welche wiederum selbst an einem nicht näher erläuterten Anschlussstück der Antriebseinheit für die Greifeinheit 300 angebracht ist, wobei dieses Anschlussstück mit dem Träger 50 verbunden und relativ zu diesem in Y- und Z-Richtung bewegliche ist ge- meinsam mit der daran befestigten Greifeinheit 300. The two gripping means 310 and 350 are mounted on a common frame construction 330, which in turn is itself attached to an unspecified connector of the drive unit for the gripping unit 300, which connector is connected to the carrier 50 and relative to this in Y- and Z-. The direction of movement is in common with the gripping unit 300 attached thereto.
Die Kartengreifer 312, 314 können mittels eines Kartengreiferantriebs 320 gemeinsam um eine Schwenkachse SA verschwenkt werden. In Fig. 5 befinden sich die Kartengreifer 312, 314 in einer Wartestellung, in der sie im Wesentlichen vertikal nach oben gerichtet sind. In dieser Wartestellung schränken die Kartengreifer 312, 314 die Bewegung der Greifeinheit 300 in keine der Hauptrichtungen X, Y, Z ein, so dass beispielsweise mittels der Behältergreifer 352, 354 ein Aufnahmebehälter 12 (Fig. 1, 2) ergriffen und transportiert werden kann. Um eine Probenkarte aus einem unterhalb der Greifeinheit 300 angeordneten Magazin 20 (Fig. 1) zu entnehmen, können die Kartengreifer 312, 314 in ihre Lade-/Entladestel - lung gemäß Fig. 6 verschwenkt werden, in welcher sie im Wesentlichen vertikal nach unten gerichtet sind. In dieser Stellung können die Kartengreifer 312, 314 durch Bewegung der gesamten Greifeinheit 300 in Z-Richtung nach unten in Richtung einer Probenkarte bewegt werden und diese nach ihrem Ergreifen in Z-Richtung nach oben aus dem Magazin entneh men. Bei diesem Vorgang des Aufnehmens bzw. Zurückstellens einer Probenkarte aus ei- nem bzw. in ein Magazin sind die Behältergreifer 352, 354 vorzugsweise in ihre in Fig. 6 dargestellte Wartestellung verschwenkt, so dass sie die Bewegung der Greifeinheit nach un ten zur Probenkarte bzw. zum Magazin hin nicht behindern können. Eine durch die Kartengreifer 312, 314 ergriffene Probenkarte kann nach dem Herausziehen aus dem Magazin gemeinsam mit den sie haltenden Kartengreifern 312, 314 um die Schwenkachse SA verschwenkt werden, vorzugsweise in die Stanzstellung gemäß Fig. 7, in welcher die Kartengreifer 312, 314 und eine ggf. von ihnen gehaltene Probenkarte (nicht dargestellt) im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sind. In dieser im Wesentlichen hori zontalen Stellung kann die Probenkarte mittels der Greifeinheit in Richtung des Stanzmittels 110 transportiert werden und dort in dessen Aufnahmeöffnung eingeführt werden. Durch die Bewegung der Greifeinheit insbesondere in der X- und Y-Richtungen, kann die Probenkarte relativ zum Stanzmittel, insbesondere zu dessen Stempel, exakt ausgerichtet werden, so dass ein Probenstück an einer vorbestimmten Stellen der Probenkarte ausgestanzt werden kann. Vor dem Ausstanzen kann eine von den Kartengreifern 312, 314 gehaltene Probenkarte auch noch unterhalb der Bilderfassungsvorrichtung 18 (Fig. 1, 2) an geordnet werden, mittels welcher ein Bild der Probenkarte aufgenommen wird, das an- schließend ausgewertet werden kann, um beispielsweise einen Identifizierungscode 40 (Fig. 3) oder Proben 36-1 bis 36-4 zu erkennen und daraus die Positionierung der Probenkarte relativ zum Stanzmittel 110 zu berechnen. Um auch die relative Position der Probenkarte zur Greifeinheit 300 bzw. zu den Kartengreifern 312, 314 bestimmen zu können, weisen die Kartengreifer 314 an ihrer Oberseite Positionierungskreuze 316, die mittels Bildverarbeitung gut erkennbar sind. Bei der Bildaufnahme der Probenkarte zwecks Analyse von darauf sichtbaren Elementen, wie Kodierung 40, Kreuz 38 (Fig. 3), Proben 36-1 bis 36-4, kann die Karte mittels in den Halterungen 16 (Fig. 2) vorhandenen Beleuchtungsmitteln, wie etwa LED's o.a., von oben angestrahlt werden, um eine optimale Ausleuchtung zu gewährleisten und die Bilderkennung optimal durchführen zu können. The card grippers 312, 314 can be pivoted together about a pivot axis SA by means of a card gripper drive 320. In Fig. 5, the card grippers 312, 314 are in a waiting position in which they are directed substantially vertically upwards. In this waiting position, the card grippers 312, 314 restrict the movement of the gripping unit 300 in any of the main directions X, Y, Z, so that for example by means of the container gripper 352, 354 a receptacle 12 (Fig. 1, 2) can be grasped and transported. In order to remove a sample card from a magazine 20 (FIG. 1) arranged below the gripping unit 300, the card grippers 312, 314 can be pivoted into their loading / unloading position according to FIG. 6, in which they are directed substantially vertically downwards are. In this position, the card gripper 312, 314 can be moved by moving the entire gripping unit 300 in the Z direction down in the direction of a sample card and this men after their seizure in the Z direction up from the magazine entneh. In this process of picking up or resetting a sample card from or into a magazine, the container grippers 352, 354 are preferably pivoted into their waiting position shown in FIG. 6, so that they move the gripper unit down to the sample card or to the magazine can not hinder. A sample card gripped by the card grippers 312, 314 can be pivoted about the pivot axis SA, preferably into the punch position according to FIG possibly held by them sample card (not shown) are aligned substantially horizontally. In this substantially hori zontal position, the sample card can be transported by means of the gripping unit in the direction of the punching means 110 and introduced there into its receiving opening. Due to the movement of the gripping unit, in particular in the X and Y directions, the sample card can be exactly aligned relative to the punching means, in particular to its punch, so that a sample piece can be punched out at a predetermined location of the sample card. Before punching out, a sample card held by the card grippers 312, 314 can also be arranged below the image capture device 18 (FIGS. 1, 2), by means of which an image of the sample card is taken, which can subsequently be evaluated, for example by a Identification code 40 (FIG. 3) or samples 36-1 to 36-4 and to calculate therefrom the positioning of the sample card relative to the punching means 110. In order to also be able to determine the relative position of the sample card to the gripping unit 300 or to the card grippers 312, 314, the card grippers 314 have positioning crosses 316 on their upper side, which are easily recognizable by means of image processing. When imaging the sample card to analyze elements visible thereon, such as code 40, cross 38 (Figure 3), samples 36-1 through 36-4, the card may be illuminated by means of illumination present in the holders 16 (Figure 2) such as LED's or similar, are illuminated from above, in order to ensure optimum illumination and perform the image recognition optimally.
Nach dem Ausstanzen von wenigstens einem Probenstück aus der Probenkarte, ist es mög lich, dass die Probenkarte zur Überprüfung über die Elektrolumineszenzfolie 212 der Aufnahmeplatte 210 gehalten wird und mittels der Bilderfassungsvorrichtung ein weiteres Bild der Probenkarte erfasst, in welchem das von der EL-Folie 212 hinterleuchtete ausgestanzte Loch in der Probenkarte einfach erkennbar ist. Wird beispielsweise eine EL-Folie 212 in ei ner bestimmten Farbe, wie etwa blau, grün oder rot, eingesetzt, stellen ausgestanzte Berei che, durch die das farbige, insbesondere blaue, grüne oder rote Licht hindurchtritt, in der Probenkarte die einzigen in einer derartigen Farbe (blau, grün, rot) erscheinende Punkte in einem Bild dar. Das Detektieren von ausgestanzten Bereichen ist allerdings nicht nur unmit- telbar nach dem Ausstanzen denkbar, sondern kann auch vor einem (weiteren) Stanzvorgang erfolgen, um zu überprüfen, ob die betreffende Karte bereits gestanzt worden ist und von welcher der Proben 36-1 bis 36-4 ein oder mehrere Probenstücke entnommen worden sind. After punching out at least one sample piece from the sample card, it is possible, please include that the sample card is held for review on the electroluminescent film 212 of the receiving plate 210 and detected by the image capture device another image of the sample card, in which the of the EL sheet 212th backlit punched hole in the sample card is easily recognizable. For example, if an EL sheet 212 is used in a certain color, such as blue, green, or red, punched areas through which the colored, especially blue, green, or red light passes will be the only ones in the sample card However, the detection of punched out areas is conceivable not only immediately after punching, but can also be carried out before a (further) punching process in order to check whether the punched area has been punched out Card has already been punched and from which of the samples 36-1 to 36-4 one or more samples have been removed are.
Sobald der Prozess für eine Probenkarte abgeschlossen ist, kann diese wieder an ihre vorherige Position im Magazin transportiert werden. Alternativ ist es denkbar, sie in einem an - deren Magazin abzulegen, in welchem nur bereits verarbeitete Probenkarten enthalten sind. Anschließend kann eine neue Probenkarte aus dem Magazin entnommen und dem Stanz- prozess zugeführt werden. Once the process for a sample card has been completed, it can be transported back to its previous position in the magazine. Alternatively, it is conceivable to deposit them in another magazine in which only sample cards already processed are contained. Subsequently, a new sample card can be removed from the magazine and fed to the stamping process.
Die Behältergreifer 352, 354 sind in Fig. 5 in ihrer Greifstellung dargestellt, in welcher sie im Wesentlichen vertikal nach unten gerichtet sind und einen Aufnahmebehälter 12 (Fig. 1, 2) zwischen sich klemmend aufnehmen. Um eine optimale Kopplung zwischen Aufnahmebehälter 12 und den Greifern 352, 354 zu ermöglichen weisen die Greifer an Ihren dem Aufnahmebehälter zugewandten Seiten Eingriffszapfen 356 auf, die in entsprechende Eingriffslöcher am Aufnahmebehälter eingreifen können. Die beiden Behältergreifer 352, 254 sind um jeweilige zueinander parallele Drehachsen DA verschwenkbar, so dass sie von ihrer Greifstellung (Fig. 5) in eine Wartestellung verschwenkt werden können, in der sie nach schräg oben gerichtet sind (Fig. 6). Die Schwenkbewegung der beiden Behältergreifer 352 und 354 erfolgt synchron mittels eines Motors 358 (Elektromotor), dessen Ritzel 360 mit ei nem Zahnrad 362 kämmt. Das Zahnrad 362 weist auf seiner Drehachse beidseitig Schne- ckengetriebe 364 und 366 auf, welche mit Zahnrädern 368 und 370 ein Eingriff sind, die an Stangen 372, 374 angebracht sind, an denen die Behältergreifer 352, 354 drehfest befestigt sind. Diese Antriebsmechanik für die Behältergreifer 352, 354 ist auch aus den beiden Schnittdarstellungen der Fig. 9 und 10 ersichtlich. Ein durch die Behältergreifer 352, 354 ergriffener Aufnahmebehälter kann mittels der Greifeinheit 300 an beliebigen Positionen abgestellt werden, um anschließend beim Stanzen oder beim Befüllen mit Flüssigkeit mittels der Pipettiervorrichtung 502 verwendet zu werden. Dabei kommt die Greifeinheit auch zum Einsatz, um bezogen auf die Fig. 1 und 2 einen Probenbehälter 12 von einer Position zwischen Probenkartenmagazinen 20 (links) und Pipettierspitzenbehältern (rechts) zu einer Position 211 neben der Aufnahmeplatte 210 oder zu einer Position auf dem Transportrahmen 214 auf der Aufnahmeplatte 210 zu transportieren. Um beispielsweise eine Übergabe eines Aufnahmebehälters 12 in den Transportrahmen 214 zu ermöglichen, kann der Transportrahmen 214 bezogen auf die Fig. 2 in eine Position auf der Aufnahmeplatte 210 bewegt, in welcher er nach oben hin nicht von einem Element der Stanzvorrichtung 10, wie etwa Stanzmittel 110, Bilderfassungsvorrichtung 18 oder dergleichen überdeckt ist, so dass die Greifeinheit ohne Behinderung über dem Transportrah men 214 positioniert werden kann, um einen Aufnahmebehälter abzusetzen bzw. aufzuneh - men. The container grippers 352, 354 are shown in Fig. 5 in their gripping position in which they are directed substantially vertically downwards and receive a receptacle 12 (Fig. 1, 2) between them by clamping. In order to enable optimal coupling between receptacle 12 and the grippers 352, 354, the grippers on their sides facing the receptacle engaging pin 356, which can engage in corresponding engagement holes on the receptacle. The two container grippers 352, 254 are pivotable about respective mutually parallel axes of rotation DA, so that they can be pivoted from their gripping position (FIG. 5) into a waiting position in which they are directed obliquely upwards (FIG. 6). The pivotal movement of the two container grippers 352 and 354 takes place synchronously by means of a motor 358 (electric motor), whose pinion 360 meshes with egg NEM gear 362. The gear 362 has, on its axis of rotation, worm gears 364 and 366 on both sides, which are in engagement with gears 368 and 370 which are attached to rods 372, 374 to which the container grippers 352, 354 are fastened in a rotationally fixed manner. This drive mechanism for the container grippers 352, 354 can also be seen from the two sectional views of FIGS. 9 and 10. A receiving container gripped by the container grippers 352, 354 can be parked at arbitrary positions by means of the gripping unit 300 in order subsequently to be used during the punching or filling with liquid by means of the pipetting device 502. In this case, the gripping unit is also used, with reference to FIGS. 1 and 2, a sample container 12 from a position between sample card magazines 20 (left) and pipette tip containers (right) to a position 211 next to the receiving plate 210 or to a position on the transport frame 214 to transport on the receiving plate 210. For example, to allow transfer of a receptacle 12 into the transport frame 214, the transport frame 214 can be moved to a position on the receiving plate 210 with respect to FIG. 2, in which it is not upwardly displaced by an element of the punching device 10, such as punching means 110, image capture device 18 or the like is covered, so that the gripping unit can be positioned without hindrance on the Transportrah men 214 to settle a receiving container or aufzuneh - men.
In Fig. 8 sind die Kartengreifer 312, 314 in der Stanzstellung (analog zur Fig. 7 und 9) und die Behältergreifer 352, 354 sind ein einer Bereitschaftsstellung unmittelbar vor dem Er- greifen bzw. nach dem Abstellen eines Aufnahmebehälter dargestellt. In dieser Darstellung sind auch die Positionierungskreuze 316 an der Oberseite des Kartengreifers 314 gut sichtbar. 8, the card grippers 312, 314 are in the punching position (analogous to FIGS. 7 and 9) and the container grippers 352, 354 are shown in a standby position immediately before grasping or after stopping a receiving container. In this illustration, the positioning crosses 316 on the top of the card gripper 314 are also clearly visible.
Aus der Schnittdarstellung der Fig. 10 ist ferner ersichtlich, dass als Greiferantrieb 320 für die Kartengreifer 312, 314 ein Schrittmotor zum Einsatz kommen kann, der das Verschwen ken der Kartengreifer 312, 314 in die unterschiedlichen Stellungen ermöglicht. From the sectional view of Fig. 10 is further apparent that as a gripper drive 320 for the card gripper 312, 314, a stepper motor can be used, which allows Verschwen the card gripper 312, 314 in the different positions.
Das Ansteuern der jeweiligen Motoren 320 bzw. 358 zum Betätigen der betreffenden Greifer 312, 314 und 352, 354 erfolgt mittels eine Steuereinheit der Stanzvorrichtung, die in den Figuren nicht dargestellt ist. Bevorzugt ist die Steuerung derart ausgelegt, dass diejeni gen Greifer 312, 314 und 352, 354, die gerade keine Greif- bzw. Transportfunktion ausüben, in ihre Wartestellung verschwenkt sind. Dies kann bevorzugt auch als Bedingung in der Ansteuerung enthalten sein, so dass eine gegenseitige Behinderung der Greifer 312, 314 und 352, 354 ausgeschlossen werden kann. Die Steuereinheit ist auch mit weiteren Komponenten der Stanzvorrichtung 10, wie etwa Stanzmittel 110, Bilderfassungvorrichtung 18 etc. verbunden, um diese ebenfalls in der gewünschten Weise ansteuern zu können. In der Regel handelt es sich bei der Steuereinheit um einen Computer mit entsprechender Software zum Ansteuern der Stanzvorrichtung 10 und der optionalen Dosiervorrichtung 500. The respective motors 320 and 358 for actuating the respective grippers 312, 314 and 352, 354 are actuated by means of a control unit of the punching device, which is not shown in the figures. Preferably, the controller is designed such that the gene gene gripper 312, 314 and 352, 354, which are currently exert no gripping or transport function, are pivoted into their waiting position. This may preferably also be included as a condition in the control, so that a mutual obstruction of the grippers 312, 314 and 352, 354 can be excluded. The control unit is also connected to other components of the punching device 10, such as punching means 110, image capture device 18, etc., in order to be able to control these likewise in the desired manner. As a rule, the control unit is a computer with corresponding software for controlling the punching device 10 and the optional metering device 500.
Die hier vorgestellte Greifeinheit 300 bietet eine große Flexibilität beim Einsatz sowohl zum Handhaben von Probenkarten, als auch zum Handhaben von Aufnahmebehältern. In Kombi nation mit einer einer Dosiervorrichtung ist es ferner möglich, bereits mit einer Flüssigkeit befüllte Aufnahmebehälter der Stanzvorrichtung automatisiert zuzuführen und diesen nach dem Befüllen mit ausgestanzten Probenstücken der weiteren Verarbeitung zuzuführen. Es ist denkbar, dass die Greifeinheit 300 einen Aufnahmebehälter auch an eine weitere Station einer Gesamtvorrichtung transportieren kann, wie etwa eine Station zum Zentrifugieren oder eine Station, an welcher die Aufnahmebehälter verschlossen werden. The gripping unit 300 presented here offers great flexibility in use both for handling sample cards and for handling receptacles. In combi nation with a metering device, it is also possible to automatically supply already filled with a liquid receptacle of the punching device and supply this after filling with punched sample pieces of further processing. It is conceivable that the gripping unit 300 may also transport a receptacle to another station of an overall apparatus, such as a centrifuging station or a station at which the receptacles are closed.
Selbstverständlich kann die hier vorgestellte Greifeinheit 300 auch unabhängig vom Vor- handensein einer Dosiervorrichtung nur im Rahmen einer Stanzvorrichtung 10 eingesetzt werden. Of course, the gripping unit 300 presented here can also be used independently of the presence of a metering device only in the context of a punching device 10.

Claims

Ansprüche  claims
Stanzvorrichtung zum Verarbeiten von auf einer Probenkarte (22) aufgetragenen, insbesondere getrockneten Proben (36-1,...,36-4), vorzugsweise von DNA enthaltenden Flüssigkeiten wie Blut, Speichel und dergleichen, umfassend Punching device for processing on a sample card (22) applied, in particular dried samples (36-1, ..., 36-4), preferably of DNA-containing liquids such as blood, saliva and the like comprising
wenigstens ein Stanzmittel (110) mit einem Stempel und einem Unterwerkzeug, wo bei der Stempel zwischen einer vom Unterwerkzeug entfernten Ruhestellung und einer dem Unterwerkzeug angenäherten Stanzstellung beweglich ist, und wobei das Stanzmittel (110) eine Aufnahmeöffnung aufweist, in welche eine Probenkarte (22) aus einem Probenkartenbehälter (20) mittels einer beweglichen Greifeinheit (300) der Stanzvorrichtung (10) einführbar und relativ zum Stanzmittel (110) positionierbar ist, und einen mit dem Stempel des Stanzmittels (110) koppelbaren oder gekoppelten Stanzantrieb (14), durch den die Bewegung des Stempels zwischen Ruhestellung und Stanzstellung angetrieben wird, wobei das Stanzmittel (110) derart eingerichtet ist, dass ein aus der Probenkarte (22) ausgestanztes Probenstück an einer Austrittsöffnung des Unterwerkzeugs in eine Aufnahmevertiefung eines unterhalb des Stanzmittels (110) angeordneten Aufnahmebehälters (12) abgegeben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinheit (300) ein Probekartenkartengreifmittel (310) und ein Aufnahmebehältergreifmittel (312) umfasst, welche mittels einer An triebseinheit in drei zueinander orthogonale Hauptrichtungen (X, Y, Z) gemeinsam be weglich sind.  at least one punching means (110) having a punch and a lower die, wherein the punch is movable between a rest position remote from the lower die and a punched position approximating the lower die, and wherein the punching means (110) has a receiving opening into which a sample card (22) from a sample card container (20) by means of a movable gripping unit (300) of the punching device (10) insertable and relative to the punching means (110) is positionable, and with the punch of the punching means (110) coupled or coupled punch drive (14) through which the Movement of the punch is driven between rest position and punching position, wherein the punching means (110) is arranged such that a sample piece punched out of the sample card (22) at an outlet opening of the lower tool in a receiving recess of a below the punching means (110) arranged receiving container (12) can be delivered, characterized in that d The gripping unit (300) comprises a sample card gripping means (310) and a receptacle gripping gripping means (312) which are jointly movable by means of a drive unit in three mutually orthogonal main directions (X, Y, Z).
Stanzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenkarten - greifmittel (310) und das Aufnahmebehältergreifmittel (350) einen jeweiligen Greiferantrieb (320; 358) aufweisen mittels welchem zugehörige Greifer (312, 314; 352, 354) des Probenkartengreifmittels (310) und des Aufnahmebehältergreifmittels (350) zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung beweglich, insbesondere verschwenkbar sind. Punching device according to claim 1, characterized in that the sample card gripping means (310) and the receiving container gripping means (350) have a respective gripper drive (320, 358) by means of which associated grippers (312, 314, 352, 354) of the sample card gripping means (310) and the receptacle gripping means (350) between an open position and a closed position movable, in particular are pivotable.
Stanzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenkarten - greifmittel (310), insbesondere dessen zugehörige Greifer, (312, 314) mittels des zugehörigen Greiferantriebs (320) um eine Schwenkachse (SA) verschwenkbar ist/sind, derart, dass es zwischen einer dem Probenkartenbehälter (20) zugewandten Punching device according to claim 2, characterized in that the sample card gripping means (310), in particular its associated gripper (312, 314) by means of the associated gripper drive (320) about a pivot axis (SA) is / are pivotable, such that it between one facing the sample card container (20)
Lade-/Entladestellung und einer vom Probenkartenbehälter (20) abgewandten Wartestellung verschwenkbar ist.  Charging / unloading position and one of the sample card container (20) facing away from waiting position is pivotable.
4. Stanzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Probekarten - greifmittel (310) ferner in eine zwischen der Lade-/Entladestellung und der 4. Punching device according to claim 3, characterized in that the sample cards - gripping means (310) further into one between the loading / unloading position and the
Wartestellung liegende Stanzstellung verschwenkbar ist, in welcher eine durch die zugehörigen Greifer (312, 314) ergriffene Probenkarte (22) dem Stanzmittel (110) zuführbar ist. Waiting position lying punching position is pivotable, in which a by the associated gripper (312, 314) taken sample card (22) the punching means (110) can be fed.
Stanzvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, die das Proben - kartengreifmittel (310) und das Aufnahmebehältergreifmittel (350) derart angesteuert sind von einer Steuereinheit der Stanzvorrichtung (10), dass beim Ergreifen und Transportieren eines Aufnahmebehälters (12) mittels des Aufnahmebehältergreifmittels (350) das Probenkartengreifmittel (310) in seine Wartestellung verschwenkt ist. Punching device according to claim 3 or 4, characterized in that the sample card gripper means (310) and the receptacle gripping means (350) are controlled by a control unit of the punching device (10) such that when gripping and transporting a receptacle (12) by means of the receptacle gripping means (10). 350) the sample card gripping means (310) is pivoted into its waiting position.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass sie eine Aufnahmebehälter (12) abstützende Aufnahmeplatte (210) mit ei ner wenigstens einen Teil der Aufnahmeplatte beleuchtenden Lichtquelle (212) aufweist, wobei die Lichtquelle (212) derart angeordnet ist, dass wenigstens ein Teil ei nes auf der Aufnahmeplatte (210) befindlichen Aufnahmebehälters (12), insbesondere von in ihm vorgesehen Aufnahmevertiefungen (28), aus Richtung der Aufnahmeplatte (210), insbesondere von unten beleuchtet werden kann. Punching device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a receiving container (12) supporting receiving plate (210) with egg ner at least a portion of the receiving plate illuminating light source (212), wherein the light source (212) is arranged such that at least a part of egg on the receiving plate (210) located receptacle (12), in particular provided in it receiving recesses (28), from the direction of the receiving plate (210), in particular from below can be illuminated.
Stanzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle (212) wenigstens eine Elektrolumineszenz-Folie an der Aufnahmeplatte (210) vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Aufnahmeplatte (210) eine transparente Platte, vorzugsweise Glasplatte ist, und wobei die EL-Folie (212) vorzugsweise an der Unterseite der Aufnahmeplatte (210) angeordnet ist. Punching device according to claim 6, characterized in that as the light source (212) at least one electroluminescent film on the receiving plate (210) is provided, wherein preferably the receiving plate (210) is a transparent plate, preferably glass plate, and wherein the EL foil ( 212) is preferably arranged on the underside of the receiving plate (210).
Stanzvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen auf der Aufnahmeplatte (210) aufliegenden, in der Plattenebene beweglichen Transportrahmen (214) aufweist, in welchem wenigstens ein Aufnahmebehälter (12) aufnehm bar ist. Punching device according to claim 6 or 7, characterized in that it has a on the receiving plate (210) resting, movable in the plane of the plate transport frame (214), in which at least one receptacle (12) is receiving bar.
Stanzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeplatte (210) eine Abdeckung eines Gehäuses für eine Antriebseinheit bildet, welche die Bewegung des Transportrahmens (214) auf der Aufnahmeplatte (210) ermöglicht, wobei vorzugsweise der Transportrahmen (214) berührungslos mittels Magneten mit der durch die Aufnahmeplatte (210) abgedeckten Antriebseinheit gekoppelt ist. Punching device according to claim 8, characterized in that the receiving plate (210) forms a cover of a housing for a drive unit, which allows the movement of the transport frame (214) on the receiving plate (210), wherein preferably the transport frame (214) without contact by means of magnets that is coupled by the receiving plate (210) covered drive unit.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich - net, dass mittels der Greifeinheit (300) Aufnahmebehälter (12) von Warte Positionen (211) außerhalb der Aufnahmeplatte (210) zu Verarbeitungspositionen auf der Aufnahmeplatte (210) und umgekehrt transportierbar sind. Punching device according to one of the preceding claims, characterized net, that by means of the gripping unit (300) receiving container (12) from waiting positions (211) outside the receiving plate (210) to processing positions on the receiving plate (210) and vice versa are transportable.
1. Stanzvorrichtung nach Anspruch 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grei feinheit (300) derart ausgeführt ist, dass Aufnahmebehälter (12) mittels der Greifein heit (300) zum Transportrahmen (214) hin und von diesem weg bewegt werden können, wobei ein betreffender Aufnahmebehälter (12) mittels des Aufnahmebehältergreifmittels (350) beim Transport gehalten ist. 1. Punching device according to claim 8 and 10, characterized in that the Grei feinheit (300) is designed such that receptacle (12) by means of Greifein unit (300) to the transport frame (214) and can be moved away from there, wherein a respective receptacle (12) is held by the receptacle gripping means (350) during transport.
2. Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass sie mit einer Dosiervorrichtung (500) kombiniert ist, wobei die Greifeinheit (300) an einem in einer der Hauptrichtungen (X) beweglichen Träger (50) angebracht ist, an welchem zusätzlich eine in den beiden anderen Hauptrichtungen (Y, Z) beweg liche Pipettiervorrichtung (502) der Dosiervorrichtung (500) angebracht ist, derart, dass die Greifeinheit (300) und die Pipettiervorrichtung (502) entlang der einen Hauptrichtung (X) gleichzeitig bewegt werden. 2. Punching device according to one of the preceding claims, characterized in that it is combined with a metering device (500), wherein the gripping unit (300) on a in one of the main directions (X) movable support (50) is mounted on which additionally a in the other two main directions (Y, Z) movable Liche pipetting (502) of the dosing device (500) is mounted, such that the gripping unit (300) and the pipetting device (502) along the one main direction (X) are moved simultaneously.
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